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能源:宁波材料所发现电池性能决定因素
2014-03-24 14:04:29
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元素商城整理编辑:在雾霾环境治理日趋迫切的情况下,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells, SOFCs)显得具有更加广泛的应用潜力与研究价值。SOFC单体电池主要由支撑阳极、活性阳极、电解质以及活性阴极组成,优越而且稳定的电池性能是实现其商业化应用的先决条件。然而,对阳极支撑而言,支撑阳极厚度约为400μm,活性阳极约10μm,电解质约为10μm,活性阴极约为30μm。由于电池各组成部份的厚度因素,目前业内普遍采用的表征方法,如电化学阻抗谱(EIS),很难区分得到影响电池自身性能的决定性因素。与此同时,传统表征方法只能得到电池整体性能的变化规律,无法对各组成贡献进行定量表征,致使电池性能提高的研究陷入了瓶颈。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所固体氧化物燃料电池研发团队巧妙地利用电池制备工艺,在电解质两侧三相界面处植入超薄电极,首次成功制备获得有界面测量引线的全电池。采用该电池,对电池输出性能进行原位研究,结果发现在SOFC运行过程中,电池的输出性能决定于极/电解质TPB的界面性能;阳极侧极化电阻的增大是电池电阻增大的主要来源;电池的输出电压对欧姆电阻更加敏感。该研究结果以Full Paper形式在线发表在了《先进能源材料》上
该研究突破了现有的电池性能研究瓶颈,首次原位观察到了电池电压的组成与三相界面对电池性能的定量贡献,为解决SOFC界面性能表征提供了新的技术思路,同时为电池性能的改善采用对应措施提供了直接的实验依据与参考。
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《国家科学院学报》:新型制冷涂料可提高太阳能电池效率
元素百科为您介绍:美国斯坦福大学范汕洄教授领导的一个研究团队新近发明一种透明制冷涂层材料,可以在不影响太阳能电池板吸收阳光性能的同时为其降温,从而提高太阳能电池的工作效率及持久性。
新型制冷涂料工作原理
范汕洄团队21日在美国《国家科学院学报》上报告说,他们利用微加工技术在二氧化硅薄片上蚀刻微米量级的小孔,设计了一种二氧化硅光子晶体涂层材料。这种材料对可见光是透明的,但有很强的热辐射能力。使用这种涂层的太阳能电池板能吸收同样多的太阳光,同时温度得到降低。
范汕洄在接受采访时说,这种晶体是被动制冷,工作时不需要电,也不需要其他任何能量的输入。其基本原理是令波长10微米左右的热辐射发散到空中,因为这种波长的热辐射不会被大气吸收、阻拦,从而能够为太阳能电池板降温。在自然界,这种制冷方式常见。
用硅片进行的测试表明,这种晶体可将硅片温度降低13摄氏度。范汕洄说,太阳能电池不会把吸收的阳光全部转化为电力,没有转化的就变成热。太阳能电池越热,其效率越低。如果太阳能电池板能降低13摄氏度,那么其工作效率将提高1%。几十年来,商用硅基太阳能电池效率提高0.1%都是很大的进步,而今其总体效率也只有20%左右,因此如能提高1%,那将是“非常非常大的进步”。
范汕洄表示,传统上人们在考虑为太阳能电池降温的时候,主要考虑在可见光波段内为其降温,很少有人考虑在10微米这种远红外波段,因此在设计思路上是一个很大的转变。此外,相关制造工艺在工业界都是标准工艺,对太阳能电池板成本影响不大。
新型制冷涂料应用
论文第一作者、范汕洄团队的朱林晓说,除了给太阳能电池降温,这种涂层材料还可给其他很多户外设备或电子仪器降温。比如,汽车在阳光中晒一会儿就会很热,这带来了一些安全问题,也导致下次启动时汽车中的空调需要耗费很多电来降温。而采用他们的涂层材料,汽车的颜色不会发生任何变化,但其温度能够较大幅度地降低,从而节约能源等。
责任编辑:qxl
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嘧啶的性质和分类
嘧啶的性质是什么?嘧啶应该如何分类?根据化学词典的介绍,嘧啶(C4H4N2,1,3-二氮杂苯)是一种杂环化合物。嘧啶(Pyrimidine)由2个氮原子取代苯分子间位上的2个碳形成,是一种二嗪。和吡啶一样,嘧啶保留了芳香性。
嘧啶的性质
嘧啶是一种杂环化合物。嘧啶由2个氮原子取代苯分子间位上的2个碳形成,是一种二嗪。
和吡啶一样,嘧啶保留了芳香性。
形成DNA和RNA的五种碱基中,有三种是嘧啶的衍生物:胞嘧啶(Cytosine),胸腺嘧啶(Thymine),尿嘧啶(Uracil)其中胸腺嘧啶只能出现在脱氧核糖核酸中,尿嘧啶只能出现在核糖核酸中,而胞嘧啶两者均可。在碱基互补配对时,胸腺嘧啶或尿嘧啶与腺嘌呤以2个氢键结合,胞嘧啶与鸟嘌呤以3个氢键结合。
嘧啶的分类
形成DNA和RNA的五种碱基中,有三种是嘧啶的衍生物:胞嘧啶(Cytosine),胸腺嘧啶(Thymine),尿嘧啶(Uracil)其中胸腺嘧啶只能出现在脱氧核糖核酸中,尿嘧啶只能出现在核糖核酸中,而胞嘧啶两者均可。
在碱基互补配对时,胸腺嘧啶(DNA中)或尿嘧啶(RNA中)与腺嘌呤以2个氢键结合,胞嘧啶与鸟嘌呤以3个氢键结合。(编辑:YD)
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什么是鸟嘌呤?鸟嘌呤的分子结构
什么是鸟嘌呤?鸟嘌呤的分子结构是什么?根据化学词典的介绍,鸟嘌呤在生物体内起着重要的作用,鸟嘌呤不仅自身可以有多种异构体,还具有4种DNA碱基中最小的绝热电离势,以游离或结合态存在于海鸟粪中,是五种不同核碱中的其中之一,并同时存在于脱氧核醣核酸及核醣核酸中。
什么是鸟嘌呤?
鸟嘌呤是嘌呤类有机化合物,是由一个嘧啶环和一个咪唑环稠和而成的,是嘌呤的一种,由碳和氮原子组成具有特征性双环结构,并与胞嘧啶(cytosine)以三个氢键相连。
鸟嘌呤的分子结构
鸟嘌呤是嘌呤类有机化合物,是由一个嘧啶环和一个咪唑环稠和而成的,是嘌呤的一种,由碳和氮原子组成具有特征性双环结构,并与胞嘧啶(cytosine)以三个氢键相连。
在生物体内起着重要的作用,鸟嘌呤不仅自身可以有多种异构体,还具有4种DNA碱基中最小的绝热电离势,以游离或结合态存在于海鸟粪中,是五种不同核碱中的其中之一,并同时存在于脱氧核醣核酸及核醣核酸中。
碱基的修饰和扩展,会引起癌变或其他病变;氧化碱基的积累容易导致衰老且鸟嘌呤是最容易被氧化的碱基,所以DNA的氧化通常发生在鸟嘌呤碱基上,鸟嘌呤(G)的C8位是最易受氧化的位置,容易形成开环的Fapy-G(鸟嘌呤)和8-oxo-G(鸟嘌呤)等。
G其中一种损伤是开环后形成的Fapy-G,普遍认为它能阻止DNA合成,并且具有细胞毒性,在原核细胞和真核细胞中可以被修复。(编辑:YD)
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